【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及汽车发动机核心部件曲轴检测，具体是基于视觉测量的曲轴平衡块中心距自动检测装置及方法。
技术介绍
1、曲轴是发动机的核心部件，其作用是将活塞的直线往复运动转换成旋转运动，并将动力统一输出。为了平衡旋转离心力及其力矩，曲轴上会安装平衡重(也称配重)，平衡重的数目、尺寸和安置位置要根据发动机的气缸数、气缸排列形式及曲轴形状等因素来考虑。如果在制造过程中，平衡块的中心距不正确可能导致曲轴不平衡，引起发动机振动加剧，增加零部件磨损，缩短发动机寿命，进而引起车辆的稳定性，降低驾驶安全性，增加驾驶风险。因此，为了确保发动机正常运行和车辆性能，曲轴平衡块的中心距必须符合设计要求并保持正确。
2、目前汽车曲轴零配件加工车间里关于曲轴平衡块中心距的检测方法多采用人工利用卡板的方式进行，不仅费时费力，误差范围较大，产品的一致性无法保证，当检测大批量的曲轴时工人极其疲劳。现有个别工厂采用蔡司三坐标装置进行检测，不仅价格昂贵，而且用时太长，效率非常低。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的是提供了基于视觉测量的曲轴平衡块中心距自动检测装置及方法。
2、为达到上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：基于视觉测量的曲轴平衡块中心距自动检测装置，包括：
3、曲轴移载机器人，其包括多轴机械臂和抓取机构，所述抓取机构包括安装连接板、第一夹爪组件和第二夹爪组件，所述安装连接板安装于所述多轴机械臂的末端，所述第一夹爪组件和第二夹爪组
4、视觉检测单元，其包括箱体、主体平台、滑台、治具、背光光源、标定板、往复换位驱动机构、到位传感器、加固支架、3个工业相机、远心镜头、电气控制柜和人机交互终端，所述主体平台安装于所述箱体内，所述主体平台上设有上下料工位和检测工位，所述滑台安装于主体平台上的上下料工位和检测工位之间；所述治具可平移地安装于所述滑台上，所述治具包括底板、左右设置的2个v型槽板、定位销机构和压力传感器，所述v型槽板用于支撑待测曲轴工件，所述定位销机构包括定位销和顶升驱动机构，所述定位销用于对待测曲轴工件进行定位，所述压力传感器用于检测待测曲轴是否放置在治具上；所述往复换位驱动机构用于带动治具在上下料工位和检测工位之间移动换位，所述到位传感器用于检测治具是否移至上下料工位或检测工位；所述背光光源和标定板安装于所述主体平台的检测工位位置，所述背光光源位于所述标定板的下方，所述加固支架安装于所述箱体上，3个所述工业相机安装于所述加固支架上，3个所述工业相机分别位于待测曲轴左端平衡块、右端平衡块和中间平衡块组的正上方，所述远心镜头与所述工业相机连接；所述电气控制柜位于所述主体平台的下方，所述人机交互终端位于所述箱体的侧方。
5、采用本专利技术技术方案，通过曲轴移载机器人对曲轴进行自动上料和下料，通过视觉检测单元通过图像检测技术对曲轴平衡块中心距进行自动快速检测，检测精度高、效率快，一致性好，确保曲轴产品质量。
6、进一步地，所述主体平台的台面上设于导向槽，所述滑台安装于所述导向槽内。
7、采用上述优选的方案，提高滑台的稳定性，确保治具的移位精度，提高图像检测准确度。
8、进一步地，所述夹爪机构包括直线驱动缸、六边形支架、左夹爪、右夹爪、左第一连杆、左第二连杆、左第三连杆、右第一连杆、右第二连杆、右第三连杆和联动块，所述直线驱动缸的缸座固定安装于所述安装连接板上，所述六边形支架与直线驱动缸的缸座连接，所述联动块的中部与所述直线驱动缸的伸缩杆连接，所述左第一连杆的一端与联动块的左端铰接，所述右第一连杆的一端与联动块的右端铰接，所述左第一连杆的另一端与左第二连杆的一端铰接，所述右第一连杆的另一端与右第二连杆的一端铰接，所述左第二连杆的中部与六边形支架左端铰接，所述右第二连杆的中部与六边形支架右端铰接，所述左第二连杆的另一端与左夹爪铰接，所述右第二连杆的另一端与右夹爪铰接，所述左第三连杆的一端与所述六边形支架铰接，所述左第三连杆的另一端与左夹爪铰接，所述右第三连杆的另一端与右夹爪铰接。
9、采用上述优选的方案，能够实现对曲轴工件的稳定抓取。
10、基于视觉测量的曲轴平衡块中心距自动检测方法，包括以下步骤：步骤s1，标定3个工业相机的内外参数；
11、步骤s1具体包括：
12、s11,打开背光光源，通过调整相机的曝光对透明标定板在背光光源下产生的直线进行拍摄；
13、s12，调用相机标定算法，实现对相机的内参数和外参数进行标定，所述内参数包括但不限于焦距、主点坐标、畸变系数，所述外参数包括但不限于旋转矩阵、平移向量，分别确定相机的内部的成像特性和相机在世界坐标系中的位置和姿态；
14、s13，关闭背光光源；
15、步骤s2，曲轴移载机器人抓取当前曲轴工件放入处于上下料工位的治具上，压力传感器检测到有压力时，顶升驱动机构带动定位销对当前曲轴工件进行定位并固定；曲轴移载机器人返回抓取下一个曲轴工件；
16、步骤s3，往复换位驱动机构带动治具移动至检测工位；
17、步骤s4，到位传感器检测到治具在检测工位的到位信号后，背光光源打开，工业相机对当前曲轴工件进行拍照和尺寸判定；
18、步骤s4具体包括：
19、s41，到位传感器检测到治具在检测工位的到位信号后，背光光源打开，开始对摄曲轴平衡块进行拍摄，获取在每个相机景深范围内的平衡块阴影图；
20、s42，调用步骤s1确定的工业相机内外参数，对每个工业相机的坐标系进行刚体变换，转换到一个公共的世界坐标系中并进行拼接，形成一个整体的曲轴平衡块阴影图；
21、s43，构建阴影图的基准测量线；
22、步骤s43具体包括：
23、s431，从整体的曲轴平衡块阴影图中找出中间平衡块组；
24、s432，在中间平衡块组的两边选取四个不同的点位(x11,x11)、(x12,y11)、(x12,y12)、(x11,y12)，其中(x11,x11)和(x12,y11)在一条水平线上面，(x12,y12)和(x11,y12)在一条水平线上；
25、s433，分别连接统一水平线上的两点(x11,x11)与(x12,y11)，以及x12,y12)与(x11,y12)，得到两条线段，计算线段的中心点(x01，y01)和(x02，y02)；
26、s434：获取两组中心点的位置坐标(x01，y01)和(x02，y02)，通过公式构建基准测量线，公式具体如下：
27、
28、即为方程式：
29、(y02-y01)x+(x01-x02)y+x02y01-y02x01＝0；
30、s44：计算构建的基准测量线到各个平衡块阴影图边的垂直距离，并判定垂直距离是否属于误差范围本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于视觉测量的曲轴平衡块中心距自动检测装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于视觉测量的曲轴平衡块中心距自动检测装置，其特征在于，所述夹爪机构包括直线驱动缸、六边形支架、左夹爪、右夹爪、左第一连杆、左第二连杆、左第三连杆、右第一连杆、右第二连杆、右第三连杆和联动块，所述直线驱动缸的缸座固定安装于所述安装连接板上，所述六边形支架与直线驱动缸的缸座连接，所述联动块的中部与所述直线驱动缸的伸缩杆连接，所述左第一连杆的一端与联动块的左端铰接，所述右第一连杆的一端与联动块的右端铰接，所述左第一连杆的另一端与左第二连杆的一端铰接，所述右第一连杆的另一端与右第二连杆的一端铰接，所述左第二连杆的中部与六边形支架左端铰接，所述右第二连杆的中部与六边形支架右端铰接，所述左第二连杆的另一端与左夹爪铰接，所述右第二连杆的另一端与右夹爪铰接，所述左第三连杆的一端与所述六边形支架铰接，所述左第三连杆的另一端与左夹爪铰接，所述右第三连杆的另一端与右夹爪铰接。
3.基于视觉测量的曲轴平衡块中心距自动检测方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的基于视觉测量的曲轴平衡块中心
...【技术特征摘要】
1.基于视觉测量的曲轴平衡块中心距自动检测装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于视觉测量的曲轴平衡块中心距自动检测装置，其特征在于，所述夹爪机构包括直线驱动缸、六边形支架、左夹爪、右夹爪、左第一连杆、左第二连杆、左第三连杆、右第一连杆、右第二连杆、右第三连杆和联动块，所述直线驱动缸的缸座固定安装于所述安装连接板上，所述六边形支架与直线驱动缸的缸座连接，所述联动块的中部与所述直线驱动缸的伸缩杆连接，所述左第一连杆的一端与联动块的左端铰接，所述右第一连杆的一端与联动块的右端铰接，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯建勤，徐捷，张雪波，沈彦，何斌，
申请(专利权)人：上海工业自动化仪表研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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